1 Anwendungsaufgaben - Brechung 1 In welchen

Anwendungsaufgaben - Brechung
1
In welchen Zeichnungen ist der Strahlenverlauf falsch dargestellt? Verbessere die Fehler. Die
Winkel müssen dabei nicht gemessen werden (Skizze).
a)
b)
Luft
Wasser
Glas
Luft
c)
2
d)
Luft
Glas
Wasser
Luft
Betrachtet man einen Fisch in einem
Aquarium von dessen Rand aus, so
erscheint er höher als er wirklich ist
(optische Hebung).
Zeichne in die nebenstehende Skizze
den Lichtweg vom Fisch (Punkt F)
ins Auge des Betrachters ein und erkläre das Phänomen.
scheinbares
Bild
F
3.0 Die optische Dichte eines Mediums ist umso
Lichtgeschwindigkeit
Material
größer, je kleiner die Lichtgeschwindigkeit in
km
dem Medium ist.
in
s
In der nebenstehenden Tabelle sind die Lichtgeschwindigkeiten in verschiedenen MateriWasser
225 000
alien dargestellt.
Glas
200 000
3.1 Welches dieser drei Materialien bricht das
Licht beim Übergang von Luft in das MateDiamant
124 000
rial am stärksten?
3.2 Wie wird ein Lichtstrahl beim Übergang von
Glas in Wasser gebrochen, wenn er schräg auf die Grenzfläche trifft?
© S. Ungelenk; www.phyum.de
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4.0 Im folgenden Diagramm ist der Zusammenhang zwischen Einfallswinkel ε und Brechungswinkel β für die Übergänge Luft – Wasser, Luft – Plexiglas und Luft – Diamant dargestellt.
50
Winkel im anderen
Medium in °
Luft  Wasser
Luft  Plexiglas
40
30
Luft  Diamant
20
10
O
10
20
30
40
50
60
70
80
Winkel in
90 Luft in °
4.1 Zeichne jeweils den reflektierten und den gebrochenen Strahl ein.
a)
b)
Luft
Luft
Plexiglas
Wasser
c)
d)
Diamant
Plexiglas
Luft
Luft
4.2 Entscheide jeweils, ob bei dem angegebenen Übergang Totalreflexion auftreten kann?
Bestimme anhand des Diagramms den Grenzwinkel der Totalreflexion.
a) Luft – Diamant
b) Diamant – Luft
c) Luft – Plexiglas
d) Plexiglas – Luft
e) Luft – Wasser
f) Wasser – Luft
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4.3 Zeichne jeweils den genauen Verlauf des Lichtstrahls durch den Plexiglaskörper ein.
a)
b)
c)
d)
e)
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Am Boden eines Aquariums befindet sich eine Lampe. Zeichne den weiteren Verlauf der eingezeichneten Lichtstrahlen ein. Verwende das Diagramm von Aufgabe 4.
Luft
Wasser
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Kennzeichne in der folgenden Skizze den Bereich der Wasseroberfläche, durch den der Taucher sehen kann.
Hinweis: Überlege dir, wohin das Licht einer Lampe gelangen kann, die der Taucher nach oben
hält.
Luft
Wasser
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Das Sonnenlicht enthält für den Menschen sichtbare und unsichtbare Anteile. Gib jeweils an,
welcher Bestandteil des Sonnenlichts für die genannte Wirkung verantwortlich ist.
a) Sonnenbrand
b) Erwärmung eines Körpers
c) Regenbogen
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In welche Himmelsrichtung muss man schauen, wenn man Mitte Juli gegen 19:00 Uhr bei
Regen und Sonnenschein einen Regenbogen sehen möchte? Begründe.
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